淺析機械加工中的誤差與控制

范海

摘要：機械加工的精確程度是衡量一個單位甚至國家機械制造能力水平的一項重要標準，分析影響機械加工精確度的因素，提出如何提高加工精度的方法，對于提升機械加工水平，推動機械制造業發展具有重要意義。本文通過文獻閱讀、實驗經驗等方法對影響機械加工精度的因素進行了分析，并作出了簡要的概述總結，對提高機械加工精度提出了一些方法。

關鍵詞：機械加工;加工精度;誤差分析

1 對機械加工精度產生影響的因素分析

1.1原理層面對于精度的影響

由于機械加工原理上存在一定的誤差，所以對加工部件的精度會產生一定的影響。由于一些加工工藝對于刀具的精準程度和相聯系的運動關系密切，而往往很多時候這種密切的聯系很難用精準的加工模型原理進行加工，所以一般都會采用相似的原理進行加工，利用相似的刀具輪廓，這樣的情況下就會產生一些避免不了的誤差。例如：在對一些曲面進行車削的過程中，通常會利用一些相似的相對簡單的刀具輪廓來替代，這種情況就會產生一些遠離層面的誤差值。

1.2機床本身對于加工精度的影響

機床作為機械加工過程中的核心器械之一，是刀具與零部件聯系的載體，其本身的精度對于加工工藝以及加工精度都有著非常大的影響。如果機床在生產過程中存在一定量的誤差，那么對于使用這種機床進行生產加工產品的過程中也就會產生一定量的誤差值。這種機床的系統性誤差主要來自于：主軸回轉的誤差、導軌的誤差、傳動鏈條的誤差。主軸方面的誤差值大多是源于主軸在轉動時會隨著離心力有一定的徑向、軸向的偏移，這就造成了對加工產品精度的一定影響。而導軌可能存在基準問題，這同樣對加工產品可能存在一定的誤差值。傳動裝置是機床的核心裝置之一，傳動鏈條這個裝置的構造比較復雜，元器件較多，各構成部件的誤差非常容易導致累加性系統誤差，而且如果機械構件較長，傳動裝置越長，誤差將會更明顯。

1.3刀具與固定夾具對精度的影響

對零部件進行車削前需要夾具對零件進行固定，刀具與固定裝置之間的相互配合就顯得尤為重要。如果刀具或者固定家具中的任何一個方面出現了位移，都會對加工零件的精確度產生重大影響，進而造成了車削中的誤差。相對于一般的刀具，例如，車刀、銑刀等的制造誤差，相對于零部件精度來說并沒有直接的影響;而對于固定尺寸的刀具，例如鉆頭、槽銑刀等的尺寸上的誤差，將會直接對零部件的精度產生影響。同時，由于刀具在經過一定時間的使用過后，都會產生刀具的損耗，刀具的損耗就會在一定程度上影響零部件與道具之間的相對位置，從而造成零件的誤差。而在用夾具固定零部件時的精度，也將會直接影響零部件的精度。

1.4系統受力的形變對精度的影響

在機械加工過程中，工藝加工系統如果相關的指標發生改變，可能會對零部件的精度產生影響，導致加工誤差。例如，在切削過程中，由于毛胚零件的形狀、材質以及硬度等存在誤差的情況下，切削的深度也將不斷地發生變化，切削時所受的力也將發生改變，這將會導致工藝中產生相對應的變形，最后加工出來的零部件也將會和毛胚工件表面相近似的尺寸誤差。

1.5加工過程中產熱對精度的影響

在機械加工中，車、銑、切、磨、刨等操作，在這些加工手段中，道具與零部件之間會產生摩擦力，在摩擦力的作用下都可能會產生一定的熱量，這些熱量經過不斷的累積，可能會在加工過程中導致零部件的變形，這樣很可能會導致刀具與零部件之間的位置變化，產生一定量的位移，最終產生誤差。系統受熱產生變形主要存在于，例如，機床、刀具和零部件的熱變形，這些熱變形會對零部件的加工產生影響，從而導致加工中的誤差。

2 加工中避免誤差的相應措施

2.1對誤差進行分析

為了有目的的控制誤差，首先要進行一一排查，找清楚誤差的具體來源，對可能產生誤差的因素進行統計分析處理，例如，對零部件進行調查取樣測量，對做工工藝，如工藝的幾何誤差，刀具、零部件等的熱變形，毛坯工件的誤差等可能進行分析，確定什么是非主要因素，什么是主要因素。

2.2尺寸精度的控制

對于尺寸的精度控制，顧名思義，就是在加工時使用一些方法，使加工工件表面與標準之間的誤差值在一個相應的范圍之中，從此減小誤差的發生。通過下列方法可以進行精度的控制，例如：確定加工尺寸的精度、試切、定程、邊量邊切等方法。對刀具來說，通過利用其相應尺寸來控制加工的精確程度，通過鉆孔、鉸孔、拉孔等方式對工件表面尺寸進行控制。另外，也可以使用試切的方法，在開始時先使用少部分工件的試切，對試切工件進行測量，以確定精度，調整刀具與工件之間的位置關系，直到加工工件與目標精度相吻合，這樣就可以避免因誤差問題導致的浪費。在批量生產過程中，因為加工過程中的發熱、刀具等的磨損情況的影響，在加工一定量的產品時，要對加工出來的工件進行抽樣檢測，快速及時的對精度進行調整。同時，要對一邊進行加工一邊進行測量進行探索，對加工工件進行逐漸接近的尺寸把握和調整，直至加工工件達到要求，從而獲得更高精度。

2.3減少綜合誤差

在文章第一部分中對產生誤差的原因進行了較為全面的分析，減少誤差不單單是單方面的考慮，要綜合原因，施以對策。對于一些在加工遠離層面的誤差，可以采用先進的加工模型進行加工。通常，一般要以少部分的工件進行試加工，分析其誤差原因，之后制定相應的修偏措施，盡可能減少原始誤差。在對細長軸加工處理的過程中，往往可以采用反向誤差補償的方案，用來對應抵消來自于設備的原始誤差，從而達到提高加工精度的目的。與此同時，采用轉移原始誤差的方法，轉移工藝系統中存在的幾何誤差、受力產生的形變、加工中產生的摩擦熱變形等而產生的誤差。例如，對于磨削主軸錐孔以保證其軸頸的同軸度，不單單要依賴機床主軸的回轉精度，而且要依靠工件夾具。當機床主軸和工件之間浮動連接后，機床主軸的原始誤差就會被轉移消掉，從而提高了加工中的精度。

3結語

機械加工中的誤差是難以避免的，人工操作中的誤差、機械本身存在的誤差等等都會對加工零件的精度產生影響，要對加工中產生誤差的原因進行認真透徹的分析，找出哪一些誤差是主要因素，哪一些誤差是非主要因素，有針對性的調整加工過程中的問題，從而實現對加工精度的有效控制，有利于提高機械加工裝備制造的行業整體水平。

參考文獻

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